基于STM32的現(xiàn)場溫度采集系統(tǒng)

王欣蕾 劉念 山東科技大學(xué)

關(guān)鍵字：STM32 現(xiàn)場溫度檢測 DS18B20

1 系統(tǒng)方案總設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STM32F103VCT6作為主控芯片，以DS18B20溫度傳感器為檢測單元，以用電器風(fēng)扇為執(zhí)行單元完成智能溫度檢測及散熱系統(tǒng)。當(dāng)溫度傳感器采集到環(huán)境溫度后，傳送至單片機(jī)，單片機(jī)處理溫度數(shù)據(jù)后通過TFT液晶屏幕顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)將溫度信號分別與溫度上下限比較，實(shí)現(xiàn)報(bào)警及溫度區(qū)間顯示。并判斷當(dāng)前溫度是否在合理溫度范圍內(nèi)，以此達(dá)到控制散熱的目的。豐富的GUI人機(jī)交互界面及觸摸靈敏的顯示屏，增強(qiáng)了體驗(yàn)感。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。

圖1 -1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 主要模塊工作原理

2.1 溫度采集模塊DS18B20

溫度采集模塊采用了DS18B20，DS18B20體積小巧，使用電壓范圍寬，工作電壓為3-5.5V，可將采集到的溫度模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量顯示出來，即采用A/D方式傳數(shù)值，通過數(shù)值轉(zhuǎn)換編程可實(shí)現(xiàn)9-12位的數(shù)值讀取范圍。讀取數(shù)值時(shí)采用了單總線的方式，與微控制器之間可進(jìn)行單雙工通信，傳輸方式簡潔高效。其測量溫度范圍為-55～+125℃，精度為±0.5℃，而本系統(tǒng)所需數(shù)值為雙位數(shù)，完全滿足需求。DS18B20還支持掉電保存功能，即用戶斷電前設(shè)定的報(bào)警溫度數(shù)值可存儲(chǔ)在EEPROM中。【1】

2.2 TFT觸控液晶模塊

TFT-LCD 與無源 TN—LCD 、 STN—LCD 簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個(gè)象素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管（TFT ），可以有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)，因此大大提高了圖像質(zhì)量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器。【2】

本設(shè)計(jì)的TFT-LCD液晶屏使用的控制芯片為ILI9320，屏幕尺寸為2.8寸,3320*240的分辨率,16位真彩顯示，通過16位并行方式連接主控芯片。液晶屏幕內(nèi)嵌觸控芯片XPT2046,以SPI的通信方式與STM32芯片相連，實(shí)現(xiàn)觸摸靈活，識別準(zhǔn)確。

2.3 繼電器

繼電器相當(dāng)于一種開關(guān)，只不過可以用單片機(jī)控制其自動(dòng)控制打開或閉合，在電路中可以通過微小的電流控制較大的電流。

繼電器中的電磁鐵可由單片機(jī)的I/O引腳輸出的高低電平直接控制，控制電磁鐵的吸合或者斷開，以此控制用電器。在繼電器輸出控制端，可以連接外接電源和用電器，用電器與繼電器串聯(lián)形成開關(guān)電路。如果單片機(jī)輸出高電平，可吸合電磁鐵，此時(shí)用電器通電。在本次設(shè)計(jì)中主要用作控制用電器的自動(dòng)開關(guān)。

3 軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)啟動(dòng)后，首先執(zhí)行初始化程序，將各個(gè)模塊的輸入輸出IO口的模式和模塊的驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)后，顯示主頁面，包括初始化的溫度上限、溫度下限、當(dāng)前溫度以及設(shè)置按鍵等。在做完所有準(zhǔn)備工作之后進(jìn)入程序死循環(huán)，在死循環(huán)中主要完成讀取溫度值，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示刷新。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)比較簡易的溫度測量系統(tǒng)，適用于溫度精度要求在0.1的情況下，具有一定的推廣性。可用于現(xiàn)場溫度測量，用電設(shè)備散熱等。